槽式太阳能集热器传热模型及性能分析.pdf

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1、第３８卷第４期土木建筑与环境工程Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．４２０１６年８月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌ，Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｕｇ．２０１６ｄｏｉ：１０．１１８３５／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４-４７６４．２０１６．０４．００９槽式太阳能集热器传热模型及性能分析陈玉英（兰州交通大学环境与市政工程学院，兰州７３００７０）摘要：槽式太阳能集热器一维和二维传热数学模型是一组非线性代数方程，为改进求解的稳定性和计算精度，将槽式太阳能集热器一维和二维传热模型的求解看作有约束优化问

2、题，建立了集热器传热过程求解的有约束优化数学模型，应用ＭＡＴＬＡＢ软件优化函数ｆｍｉｎｃｏｎ进行求解。分析了传热流体入口温度及太阳能辐射热流密度变化对集热器性能的影响。采用ｆｍｉｎｃｏｎ函数求解集热器传热过程，计算速度快，计算过程稳定。分析表明，传热流体温度变化对集热器效率的影响大于太阳能辐射热流密度对集热器效率的影响。关键词：槽式集热器；太阳能；传热；ＭＡＴＬＡＢ中图分类号：ＴＫ５１２文献标志码：Ａ文章编号：１６７４-４７６４（２０１６）０４-００５３-０６Performanceanalysisandheat

3、transfermodelbuildingofparabolictroughsolarcollectorCｈeｎYuyｉｎg（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００７０，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｏｎｅ-ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌａｎｄｔｗｏ-ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｐａｒａｂｏｌｉｃｔｒｏｕｇｈｓｏｌａｒｃｏｌｌｅｃ

4、ｔｏｒａｒｅａｓｅｔｏｆｎｏｎｌｉｎｅａｒａｌｇｅｂｒａｅｑｕａｔｉｏｎｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｐａｒａｂｏｌｉｃｔｒｏｕｇｈｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｃｏｌｌｅｃｔｏｒｉｓｔｒｅａｔｅｄａｓｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｏｐｔｉｍｕｍｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｓａｎｄｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｅｑｕａｔｉｏｎｓ

5、ａｒｅｃｏｎｖｅｒｔｅｄｉｎｔｏｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｓｏｌｖｅｄｂｙｕｓｉｎｇｆｍｉｎｃｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎＭＡＴＬＡＢｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｔｏｏｌｂｏｘ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｆｌｕｉｄｉｎｌｅｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｆｌｕｘｔｏｈｅａｔｃｏｌｌｅｃｔｏｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｈｅａｔｃｏｌｌｅｃｔｏｒｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐ

6、ｒｏｃｅｓｓｉｓｆａｓｔｅｒａｎｄｍｏｒｅｓｔａｂｌｅｂｙｕｓｉｎｇｆｍｉｎｃｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｆｌｕｉｄｉｎｌｅｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｌａｙｓｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｏｎｈｅａｔｃｏｌｌｅｃｔｏｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｓｏｌａｒｒａｄｉａｔｉｏｎｆｌｕｘ．Keywords：ｐａｒａｂｏｌｉｃｔｒｏｕｇｈｃｏｌｌｅｃｔｏｒ；ｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙ；ｈｅａｔｔｒａｎｓ

7、ｆｅｒ；ＭＡＴＬＡＢ槽式聚焦太阳能集热器是一种高效的太阳能热献［６］基于热平衡方法，建立了对吸热器直接加热利用集热器，广泛用于太阳能热力发电、物料干燥，的实验装置，对集热器热损失进行了研究。由于对［１-５］海水淡化等领域。槽式太阳能集热器性能涉及抛物面聚焦集热器整体进行实验研究受到多方面的聚焦器、集热器的光学性质、集热器复杂的传热过限制，而基于热平衡法的实验研究缺乏对包括聚光程、集热器结构等着诸多方面，就其传热模型，传热器、传热流体在内的集热器整体性能的认识，基于集性能来说，学者们对其进行了不同程度的研究。文热

8、器传热模型建立与求解的数值模拟分析方法受到收稿日期：２０１６-０１-１０作者简介：陈玉英（１９７６-），女，主要从事强化传热研究，（Ｅ-ｍａｉｌ）ｃｈｅｎｙｙ＠ｍａｉｌ．ｌｚｊｔｕ．ｃｎ。Received：２０１６-０１-１０Authorbrief：ＣｈｅｎＹｕｙｉｎｇ（１９７６-），ｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｅｒｅｓｔ：ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｏｆｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ，（Ｅ-ｍ